Наш век недолог. Нас немудрено
Прельстить перелицованным старьем.
Мы верим, будто нами рождено,
Все то, что мы от предков узнаем.
В. Шекспир, 123-й сонет
В течение последних 160 лет ожидаемая продолжительность жизни в экономически развитых странах постоянно увеличивалась со средней скоростью 3 месяца в год. Этот феномен, равно как и существенное постарение населения экономически развитых и развивающихся стран, то есть увеличение в его структуре доли пожилых, ставшее особенно заметным в последней четверти XX века (Schulz-Aellen, 1997; Vaupei et al., 1998; Tinker, 2002; Kalache, Gatti, 2003), вызвали закономерное и значительное увеличение интереса к геронтологии и прежде всего к изучению первичных механизмов старения организмов и популяций и факторов, определяющих продолжительность жизни. Геронтология (греч. geron, geront(os) - старец + logos учение) - наука, изучающая закономерности старения живых существ, в том числе человека, и старческий возраст. Впервые термин был предложен И. И. Мечниковым в 1903 г. (цит. по: Мечников, 1988) (рис. 1). В "Этюдах оптимизма" Илья Ильич подчеркивал, что изучение старости имеет не только большой теоретический интерес, но в то же время и практическое значение. Современная геронтология - междисциплинарная наука, в состав которой входят биология старения, клиническая геронтология (гериатрия), геронтопсихология и социальная геронтология (герогигиена). Термин "гериатрия" ввел в 1909 г. американский врач И. Л. Нашер. В 1914 г. он опубликовал первую в США книгу, озаглавленную "Гериатрия: болезни пожилого возраста и их лечение".
Рис. 1. И. И. Мечников (1845-1916).
Задача биологии старения - выяснение первичных механизмов старения организмов и популяций и факторов, определяющих продолжительность жизни. Изучение биологии старения включает как экспериментальные исследования на животных различных видов, так и клинические исследования, людей в различные периоды жизни. Задачей клинической геронтологии (гериатрии), динамически развивающейся области современной медицины, является изучение физиологических и патофизиологических особенностей старого человека, особенностей течения патологических процессов и заболеваний и их лечения. Задачей геронтопсихологии является изучение особенностей психики и поведения лиц пожилого и преклонного возраста. Важным разделом геронтопсихологии является поведенческая геронтология, изучающая возрастные изменения поведения живых существ разных видов. Задача социальной гигиены (герогигиены) - выяснение влияния условий жизни и окружающей среды на старение и продолжительность жизни человека.
Значение геронтологии определяется ее направленностью на решение наиболее фундаментальных вопросов жизни, ее продолжительности и смерти. В течение последних десятилетий наблюдается беспрецедентное внедрение методов молекулярной биологии и генной инженерии в изучение живой природы, определившее кардинальные изменения в представлениях о природе старения, ставящие на повестку дня вмешательство в генетическую программу развития и старения человека. Существует большое число теорий и гипотез, претендующих на объяснение механизмов старения. Следует, однако, согласиться с мнением Л. Хейфлика (Hayflick, 2000), что любая теория старения должна отвечать по крайней мере на три вопроса.
1) Почему организмы подвергаются прогрессирующему и не
обратимому уменьшению физиологических функций в последней части своей жизни?
2) Почему ожидаемая продолжительность жизни или скорость старения различаются внутри одного вида и между видами?
3) Почему экспериментальные воздействия, такие как ограничение калорийности питания, замедляют начало многих возрастных физиологических и патологических изменений и увеличивают среднюю и максимальную продолжительность жизни животных?
Полагая, что как генетические факторы, так и факторы окружающей среды могут влиять на процесс старения, следует задаться еще рядом важных вопросов.
4) Влияют ли эти факторы на старение и заболевания, ассоциированные со старением, независимо друг от друга?
5) Увеличивают ли возрастные изменения в организме подверженность болезням или заболевания развиваются независимо и лишь затем усугубляют проявления старения?
Последний из этих вопросов особенно принципиален, поскольку связывает процесс иммортализации (бессмертия) клеток и факторы внутренней и внешней среды, ведущие к развитию новообразований, с процессом старения организма.
И наконец, такой важный вопрос;. ножен ли мы реально повлиять на старение человека?
Следует подчеркнуть, что термины, используемые для описания процесса старения, довольно неточны, как не существует и общепринятого определения самого старения. В англоязычной литературе на русский язык переводятся одним словом старение. Используя этот термин, мы будем все же иметь в виду, что под старением (aging) понимаются изменения, наблюдающиеся в течение жизни, не все из которых обязательно являются неблагоприятными (Finch, 1990). Термином "senescence" С. Е. Finch определяет те возрастные изменения в организме, которые неблагоприятно влияют на его жизненность и функции и вызваны течением биологического времени. Другими словами, этот термин определяет старение как дегенеративный процесс. Таким образом, термину aging в отечественной литературе обычно соответствует термин нормальное или физиологическое старение, тогда как senescence определяют обычно как патологическое старение.
До настоящего времени предметом дискуссий является вопрос, можно ли разделить эти два процесса, то есть старение без болезней и старение, непосредственно связанное с такими заболеваниями, как рак, болезни сердца и сосудов, остеопороз, остеоартрит, сахарный диабет, и рядом нейродегенеративных заболеваний (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и др.). Наиболее существенной попыткой решить этот вопрос непосредственным наблюдением можно назвать продолжающийся уже более 40 лет Балтиморский лонгитудинальный проект по старению (Baltimore Longitudinal Study on Aging, BCLA) Национального института старения США, в рамках которого ведутся регулярные исследования множества параметров у отобранных здоровых индивидуумов {The Aging Factor.., 1999). Поскольку возрастная динамика показателей весьма варьирует от индивидуума к индивидууму, практически невозможно оценить "степень старения" отдельного человека, основываясь на измерении одного или нескольких биохимических, физиологических или физических показателей. Следствием этой вариабельности является отсутствие до настоящего времени универсального набора тестов для определения биологического возраста, который был бы более надежен, чем хронологический возраст. Другим важным наблюдением BCLA была констатация того факта, что большинство измеряемых показателей изменялось с возрастом постепенно, а не скачкообразно. Это наблюдение позволяет предполагать, что скачкообразные изменения более свойственны развитию ассоциированной с возрастом патологии. Различают по крайней мере два типа такой ассоциации: заболевания, связанные со старением (aging-dependent), и заболевания, связанные с возрастом (age-dependent) (Brody, Schneider, 1986). Так, некоторые генетически детерминированные заболевания (например, болезнь Хантингтона), являются возрастзависимыми, поскольку проявляются в предсказуемом возрасте и определенно не могут быть названы нормальным старением. Однако возрастные изменения, которые связаны с нормальным старением, могут играть существенную роль в развитии той или иной патологии. Поэтому весьма важно различать возрастные изменения: а) не являющиеся патологией (например, поседение волос), б) изменения, которые могут способствовать развитию одного или нескольких патологических процессов (например, накопление оксидативных повреждений) и в) изменения, которые могут вызывать или быть показателем патологических процессов (например, образование амилоидных бляшек в мозге как фактор риска болезни Альцгеймера). Разграничение этих процессов необходимо дли определения приоритетов при разработке мер предупреждения преждевременного старения и развития возрастной патологии (The Aging Factor, 1999).
Не случайно, что Программа ООН по исследовагшю старения в XXI веке, принятая на Валенсийском геронтологичском форуме (Испания) и утвержденная Всемирной ассамблеей ООН по старению (Мадрид) в апреле 2002 г., большое внимание уделяет биомедицинским приоритетам, направленным на лучшее понимание фундаментальных механизмов старения и факторов долголетия, которые имеют решающее значение для реализации потенциала здорового старения. При этом подчеркивается необходимость понимания механизмов, лежащих в основе старения как такового, а также заболеваний, связанных со старением, и заболеваний, которые им сопутствуют или являются вторичными. Именно на такой основе может быть выработана стратегия профилактики и эффективного лечения разных болезней, свойственных престарелым (в частности, старейшим из старых) (Andrews et al., 2001). По данным Группы оценки сравнительного риска (Ezzati et all., 2003) предупреждение некоторых заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца, инсульт, инфекция нижних дыхательных путей и пневмония, рак легкого, приведет к увеличению продолжительности жизни в целом на 9.3 года (на 4.4 года в развивающихся странах и 16.1 года - в наиболее экономически развитых странах).
Всю историю идей и концепций в биологии старения можно вкратце охарактеризовать как историю поисков "часов" старения (freeman, 1979; Дупленко, 1985; Анисимов, Соловьев, 1999; Анисимов, 2000а). Выбор "часов" определял в общей форме и подход к разработке мер воздействия на механизм этих часов с целью поддержания его эффективности и долговечности (табл. I).
Таблица I. Кандидаты на роль «часов» старения
Естественны желание и необходимость время от времени подводить итоги известному этапу развития науки с тем, чтобы облегчить продвижение вперед путем создания общих концепций. Ярким примером такого рода является книга И. И. Мечникова "Этюды оптимизма" (1907), первое издание которой вышло почти 100 лет тому назад. В предисловии к ней Илья Ильич писал: "Совершенно естественно, что биолог, наблюдающий на себе процесс преждевременной старости, должен остановиться на изучении ее причин. Но не менее очевидно и то, что такое изучение не дает ни малейшей претензии задержать упадок организма, начавшего стариться уже довольно давно". И далее: "...настоящая книга имеет гораздо более в виду молодое поколение, чем то, которое уже подверглось влиянию причин, обусловливающих преждевременную старость. Нам казалось, что опыт людей, которые долго жили и работали, может быть поучительным для молодежи".
В течение бурного XX века в ряде работ отечественных ученых находили отражение те революционные изменения в развитии представлений о природе старения, которые были связаны с открытием ДНК, расшифровкой генетического кода, прогрессом молекулярной биологии, физиологии и медицины в целом. Среди них следует отметить монографии "Геронтология" И. В. Давыдовского (1966), "Регулирование, приспособление и старение" В. В. Фролькиса (1970), "Молекулярные механизмы старения" М. М. Виленчика (1970), "Молекулярно-генетические механизмы старения" Б. Ф. Ванюшина и Г. Д. Бердышева (1977), руководства "Возрастная физиология" (1975) и "Биология старения" (1982), "Биология продолжительности жизни" Л. А. Гаврилова и Н. С. Гавриловой (1986), "Четыре модели медицины" В. М. Дильмана (1987), "Старение, эволюция и продление жизни" В. В. Фролькиса и X. К. Мурадяна (1992).
Происходящая в последнее десятилетие технологическая революция в молекулярной биологии, расшифровка генома дрожжей, бактерий, нематоды, плодовой мухи, мыши и человека открывают новые возможности для изучения генетических основ старения, что в конечном счете позволит разработать средства, улучшающие качество жизни пожилых людей. Главным стимулом создания данной книги является внутренняя потребность автора предпринять попытку синтеза наших знаний по фундаментальной геронтологии. Мы не претендуем на полный охват всех вопросов и фактов, а основное внимание уделили тем направлениям, которые на наш взгляд, определяют лицо современной геронтологии, основные тенденции ее развития в начале XXI века.
Автор глубоко признателен своим учителям академику РАМН Н. П. Напалкову, который привил ему интерес к науке и экспериментальным исследованиям, за постоянное внимание и поддержку, и профессору В. М. Дильману, которому обязан увлечением геронтологией, а также нынешним и бывшим коллегам и сотрудникам М. А. Забежинскому, И. Г. Попович, А. Я. Лихачеву, К. М. Пожарисскому, В. Б. Окулову, В. А. Александрову, В. X. Хавинсону, В. Г. Морозову, А. В. Арутюняну, Л. М. Берштейну, Ю. Ф. Боброву, А. Г. Голубеву, М. Н. Остроумовой, С. Ю. Ревскому, Е. В, Цырлиной, L. Balducci, L. S. Birnbaum, W. В. Ershler, С. Franceschi, L, Piantanelli, R. Peto, Y. Touitou, J. Vijg, J. M, Ward и многим другим, без горячих и плодотворных дискуссий с которыми и их помощи было бы невозможно ни выполнение многих исследований, результаты которых вошли в эту книгу, ни написание самой книги.
Я благодарен уважаемым рецензентам академику В. П. Скулачеву и профессору А. И. Яшину за критические и конструктивные замечания и советы.
Издание этой книги было бы невозможно без поддержки Российского фонда фундаментальных исследований и Института демографических исследований Общества им. Макса Планка.
Особая благодарность моим родителям, жене и детям, помощь и поддержка которых позволили мне заниматься наукой.
См. также:
Часть I. Молекулярные и клеточные механизмы старения
Часть II. Физиология и патология старения
Часть III. Модифицирующие факторы старения как средства для изучения его механизмов
Часть IV. Механизмы старения: демографические и теоретические аспекты
Часть V. Фундаментальная геронтология: приоритеты и перспективы
Литература
Список сокращений
Обсудить на форуме
